RELATÓRIO DE EXPERIMENTO FORÇA ELÁSTICA MÁQUINA DE ATWOOD
Por: zanolin • 13/5/2015 • Relatório de pesquisa • 1.378 Palavras (6 Páginas) • 310 Visualizações
Anhanguera Educacional
Engenharia Mecânica
Física II
RELATÓRIO DE EXPERIMENTO
FORÇA ELÁSTICA
MÁQUINA DE ATWOOD
Grupo 9
Nome: Antonio Carlos de Albuquerque Pinheiro Zanolin RA 8823340615
Nome: Isac de Oliveira RA 9088476116
Nome: Rodrigo Theodoro RA 8830399623
Ribeirão Preto, 01 de abril de 2015
Introdução
FORÇA ELÁSTICA
Quando aplicamos uma força em um ponto material, o único efeito que observamos é a aceleração. Quando o corpo é extensível, podemos observar outro efeito: a deformação do corpo.
O fenômeno mais interessante ocorre com as molas. Robert Hooke experimentou a aplicação de forças em molas e verificou que a deformação sofrida pela mola era diretamente proporcional a deformação sofrida.
Força elástica é dada por:
el = k . x[pic 1]
Fel = força elástica
K = constante elástica, é dado em função do material que é feito a mola
X = deformação da mola.
MÁQUINA DE ATWOOD
Quando dois corpos estão suspensos por um fio inextensível e de massa desprezível, de modo que este fio esteja apoiado sobre uma roldana também de massa desprezível e ainda considerando que não há atrito entre a roldana e seu eixo, teremos a configuração mostrada na figura 01:
[pic 2]
Figura 01: Máquina de Atwood, massa 1 e massa 2 suspensas pelo mesmo fio inextensível apoiado sobre uma roldana.
Cada um dos corpos sofre a ação da força peso, que corresponde ao produto de sua massa pela aceleração gravitacional e também a ação de uma tração T exercida pelo fio. Para eliminar as incógnitas, primeiramente serão feitos os diagramas de forças e o somatório das forças para os dois corpos de massa m1 e m2, respectivamente, conforme mostra a figura 02:
[pic 3]
Figura 02: representação dos diagramas de forças para os corpos 1 e 2.
Temos duas equações que podemos resolver simultaneamente, primeiramente eliminando a variável T. Uma vez atribuído um sentido como sendo positivo e o outro como negativo para a, usaremos os módulos dos vetores T, a e g.
m1.g + m1.a = m2.g – m2.a = 0
Então, unimos os termos que contém a aceleração a do lado esquerdo da equação e conduzimos os termos comuns a aceleração g para o lado direito da equação. Desta forma, obtemos:
m1.a + m2.a = m2.g – m1.g
Resolvendo pra aceleração, obtemos:
[pic 4]
Para determinar a tração no fio, basta substituir o valor de a numa das equações anteriores. Façamos com a primeira equação:
[pic 5]
Esta é a expressão pra determinar a tração num fio que suspende duas massas de valores conhecidos, na presença de um campo gravitacional de intensidade g, conforme as condições estabelecidas anteriormente.
Objetivo
- Conhecer a força elástica.
- Determinar a constante elástica de uma mola.
- Traçar o gráfico da força elástica em função da elongação.
- Interpretar o significado da área hachurada do gráfico da força em função da elongação.
- Verificar a associação de molas em série.
- Verificar a associação de molas em paralelo.
- Realização prática do experimento da máquina de Atwood, para medir a aceleração da gravidade da terra.
Materiais e Métodos
- Duas molas
- Pesos de chumbo
- Bloco de madeira
- Uma régua
- Um Suporte
- Cronômetro
- Balança de previsão
- Barbante
Andamento das atividades experimento 1
1 – Foi pesado o bloco de madeira, utilizando uma balança de precisão devidamente calibrada. Segue abaixo o peso encontrado:
Bloco de madeira | 103,969 g | 0,1039 kg |
2 – Utilizando-se um suporte suspendemos uma mola onde foi anotado o comprimento da mola retraída.
Mola retraída | 110 mm | 0,11 m |
2.1 – Colocou-se na extremidade da mola um bloco de madeira, anotamos o comprimento da mola estendida e a correspondente deformação X, conforme tabela abaixo:
Peso (N) | Mola retraída | Mola estendida | X (m) |
0,1039 kg | 0,11 m | 0,17 m | 0,06 |
0,1039 kg | 0,11 m | 0,174 | 0,064 |
0,1039 kg | 0,11 m | 0,169 | 0,059 |
2.2 – Através dos cálculos abaixo encontramos a constante K:
el = m.g → p= 0,1039 x 9,81 → p= 1,019259 n[pic 6]
el = k.x → 1,019259 = k . 0,06 → k = 16,98 N/m[pic 7]
el = k.x → 1,019259 = k . 0,064 → k = 15,92 N/m[pic 8]
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